FORSU E FANGHI DI DEPURAZIONE IN CODIGESTIONE ANAEROBICA: risultati di un test in continuo in impianto sperimentale

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Aurelio Vanni
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1 XII Conferenza Nazionale sul Compostaggio Produzione di ammendante compostato e biogas da rifiuti FORSU E FANGHI DI DEPURAZIONE IN CODIGESTIONE ANAEROBICA: in impianto sperimentale Lorella Rossi, Sergio Piccinini Centro Ricerche Produzioni Animali - RE Rimini, 5 novembre 2010 Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

impianto sperimentale Lorella Rossi, Sergio Piccinini Centro Ricerche Produzioni

2 Obiettivo dello studio IREN Ambiente: disponibilità crescente di FORSU da RD grande interesse per la DA disponibilità di digestori con capacità residua operanti su fanghi civili Quesiti: Quanto rende in BIOGAS la FORSU? Sono possibili SINERGIE con le linee DA presenti negli impianti di depurazione? TEST IN CONTINUO IN IMPIANTO PILOTA DA LABORATORIO di CRPA

civili Quesiti: Quanto rende in BIOGAS la FORSU?

3 L IMPIANTO SPERIMENTALE UTILIZZATO Sistema costituito da due moduli, ognuno dei quali prevede: - 3 digestori anaerobici in acciaio (23 l) con due uscite (scarico digestato e carico biomasse), miscelati da eliche azionate da motori elettrici; - bagno termostato ad acqua in acciaio inox - 3 trasduttori per rilevamento della pressione nello spazio di testa di ciascun digestore; - 3 guardie idrauliche (GI) che durante lo scarico del biogas evitano l'ingresso di aria; Carico GI EV - 3 elettrovalvole (EV) per scarico biogas,; - datalogger per pressione e temperatura; Scarico Sensori pressione - quadro elettrico di controllo.

rilevamento della pressione nello spazio di testa di ciascun digestore; - 3 guardie idrauliche (GI) che durante lo scarico del biogas evitano l'ingresso di

4 PESO (%) SPREMITURA Bilancio di massa periodo di prova FORSU Indesiderati: 4-6% Raccolta in sacchi di PE FORSU FRAZIONE SECCA 4% FRAZIONE SECCA: 9% circa peso FORSU H2O e/o fraz. chiarif. SPREMUTA 96% SPREMUTA: 190% circa peso FORSU 0 IN OUT

FRAZIONE SECCA 4% FRAZIONE SECCA: 9% circa peso FORSU 50 40 30 20

5 SPREMITURA Bilancio di massa periodo di prova FORSU Indesiderati: 4-6% Raccolta in sacchi di PE La frazione densa o spremuta 190% circa peso FORSU La frazione solida o secca 9% circa peso FORSU

6 SPREMITURA Caratteristiche medie SPREMUTA SPREMUTA Indesiderati: 1 16% su ST (metodica inerti ACM) (campioni: oltre 20 in circa 2 mesi) ph ST SV NTK N-NH4 COD (%) (%) (mg/kg) (mg/kg) (mg O 2 /l) MEDIA 4,90 10,8 85, , Dev.std 0,42 4,2 3, , CV (%) 8, ,8 18,6 64,7 38,6

N-NH4 COD (%) (%) (mg/kg) (mg/kg) (mg O 2 /l) MEDIA 4,90 10,8 85,1 2.

7 BIOMASSE TRATTATE - FANGO DI DEPURAZIONE INSPESSITO (impianto di depurazione di Piacenza) - SPREMUTA di FORSU ph ST SV NTK N-NH4 [-] [g/kg tq] [g/kg tq] [% ST] [mg/kg tq] [% ST] [mg/kg tq] [% NTK] Digestato 7,3 35,7 17,4 48, ,3 367,0 23,8 Spremuta FORSU 4,7 179,4 155,4 86, , ,7 Fango 6,8 46,8 26,8 57, , ,3 Fango 6,9 32,0 17,2 53, , ,8

tq] [% NTK] Digestato 7,3 35,7 17,4 48,7 1544 4,3 367,0 23,8 Spremuta FORSU 4,7 179,4 155,4

8 BIOMASSE TRATTATE Miscele oggetto di monitoraggio - FANGO DI DEPURAZIONE INSPESSITO (impianto di depurazione di Piacenza) - SPREMUTA di FORSU Miscele Fango (1) Spremuta ST totali SV totali FORSU (1) [%] [%] HRT [d] Carico organico [kg SV/m 3 *g] 1. Fango 100% 0% 4,68 2, ,34 2. Fango+spremuta FORSU (4%) 96% 4% 5,21 3, ,88 3. Fango+spremuta FORSU (10%) 90% 10% 6,00 3, ,33 (1) Rapporto in volume

[%] [%] HRT [d] Carico organico [kg SV/m 3 *g] 1. Fango 100% 0% 4,68 2,68 20 1,34 2.

9 BIOMASSE TRATTATE Miscele oggetto di monitoraggio - FANGO DI DEPURAZIONE INSPESSITO (impianto di depurazione di Piacenza) - SPREMUTA di FORSU Reattori / Miscele FANGO (% volume) Spremuta FORSU (% volume) SV da fango (%) SV da spremuta di FORSU 1. Fango Fango+spremuta di FORSU (4%) Fango+spremuta di FORSU (10%) (%) 37% 50% Temperatura di processo: 36,0 ± 0,2 C.

volume) SV da fango (%) SV da spremuta di FORSU 1. Fango 100 0 100 0 2.

10 BIOGAS (m 3 /m 3 digestore*d) RISULTATI PRODUZIONE VOLUMETRICA SPECIFICA DI BIOGAS (m 3 /giorno per m 3 di digestore) 3.0 Fango Fango+Forsu_4% Fango+Forsu_10% 2.5 1a fase 2a fase 2.0, Giorni

digestore) 3.0 Fango Fango+Forsu_4% Fango+Forsu_10% 2.

11 BIOGAS (m 3 /t SV caricati) RISULTATI PRODUZIONE SPECIFICA DI BIOGAS (m 3 /t di SOLIDO VOLATILE CARICATO) Fango Fango+Forsu_4% Fango+Forsu_10% a fase 2a fase Giorni

CARICATO) 800 700 Fango Fango+Forsu_4% Fango+Forsu_10%

12 RISULTATI PARAMETRI DI PROCESSO Fango di depur. Fango + Spremuta FORSU (4%) Fango + Spremuta FORSU (10%) ph FOS/TAC ph FOS/TAC ph FOS/TAC MEDIA 7,4 1,028 7,3 1,015 7,4 0,904 Dev. STD 0,09 0,18 0,08 0,18 0,09 0,19 CV (%) 1,2 17,1 1,2 18,0 1,3 21,0 FOS/TAC: rapporto tra acidi organici volatili e alcalinità totale

FOS/TAC ph FOS/TAC MEDIA 7,4 1,028 7,3 1,015 7,4 0,904 Dev.

13 RISULTATI PRODUZIONE SPECIFICA MEDIA DI BIOGAS e DI METANO COV [kg SV/m 3 *g] BIOGAS [m 3 /kg SV] METANO [m 3 /kg SV] METANO [%] Fango Fango+spremuta di FORSU (4%) 1 fase 1,25 0,219 0,186 69,2 2 fase 1,15 0,219 0,157 69,4 1 fase 1,78 0,350 0,249 69,3 2 fase 1,72 0,441 0,316 68,9 1 fase 2,24 0,478 0,344 69,6 Fango+spremuta di FORSU (10%) 2 fase 2,1 0,499 0,360 68,6

0,186 69,2 2 fase 1,15 0,219 0,157 69,4 1 fase 1,78 0,350 0,249 69,3 2 fase 1,72 0,441

14 RISULTATI PRODUZIONE SPECIFICA DI BIOGAS e DI METANO della SOLA SPREMUTA (calcolata per differenza) Biogas: 0,847 m 3 /kg di SV caricati al 69% di CH m 3 /t di SPREMUTA tal quale (12% circa di ST) m 3 /t di FORSU tal quale (al 24-25% circa di ST)

caricati al 69% di CH 4 80-85 m 3 /t di SPREMUTA tal quale (12%

15 CONCLUSIONI 1 PRODUTTIVITÀ ELEVATA in BIOGAS e in METANO (69% del biogas) della spremuta di FORSU INCREMENTO NETTO e DURATURO della RESA in BIOGAS del FANGO CIVILE con l aggiunta di spremuta di FORSU PRESENZA di INERTI nella SPREMUTA di FORSU da VALUTARE con ATTENZIONE PUREZZA MERCEOLOGICA della FORSU IN INGRESSO!!!

CIVILE con l aggiunta di spremuta di FORSU PRESENZA di INERTI nella SPREMUTA di

16 CONCLUSIONI 2 VALUTAZIONE DEGLI ADEGUAMENTI IMPIANTISTICI SULLE LINEE DI DIGESTIONE ANAEROBICA DEI FANGHI DI DEPURAZIONE (sistema di alimentazione, sistema di miscelazione nel digestore, pompe, ecc.) VALUTAZIONE DEGLI ASPETTI FORMALI (intersezione linea gestione RIFIUTI con la linea gestione ACQUE, destinazione finale del digestato, )

17 Grazie per l attenzione!!!!! XII Conferenza Nazionale sul Compostaggio Produzione di ammendante compostato e biogas da rifiuti l.rossi@crpa.it Lorella Rossi Rimini, 5 novembre 2010 Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

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